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轧制高压管循环冷却水处理

论文类型 技术与工程 发表日期 2000-12-01
来源 《工业用水与废水》2000年第6期
作者 阳卫国
关键词 轧钢 循环冷却水 水处理 水质稳定
摘要 衡阳钢管厂高压锅炉管工程由于不重视循环冷却水的处理,使设备腐蚀严重。后采用有机膦酸盐(HEDP)、丙烯酸-磺酸盐共聚物、锌、苯骈三氮唑作为循环冷却水处理的缓蚀阻垢剂,采用新洁尔灭、异噻唑啉酮作为杀菌剂,在浓缩倍数为3的条件下,系统中碳钢的腐蚀速率为0.035 mm/a,微生物为2.1×102个/mL。

标题:

轧制高压管循环冷却水处理

可见全文

作者:

阳卫国;

发布时间:

2000-12-15

出自:

《工业用水与废水》2000年 第6期

关键字:

轧钢;循环冷却水;水处理;水质稳定;

摘 要:

    衡阳钢管厂高压锅炉管工程由于不重视循环冷却水的处理,使设备腐蚀严重。后采用有机膦酸盐(HEDP)、丙烯酸-磺酸盐共聚物、锌、苯骈三氮唑作为循环冷却水处理的缓蚀阻垢剂,采用新洁尔灭、异噻唑啉酮作为杀菌剂,在浓缩倍数为3的条件下,系统中碳钢的腐蚀速率为0.035 mm/a,微生物为2.1×102个/mL。

简介:

阳卫国
衡阳钢铁集团公司,湖南  衡阳 421001

  摘要:衡阳钢管厂高压锅炉管工程由于不重视循环冷却水的处理,使设备腐蚀严重。后采用有机膦酸盐(HEDP)、丙烯酸-磺酸盐共聚物、锌、苯骈三氮唑作为循环冷却水处理的缓蚀阻垢剂,采用新洁尔灭、异噻唑啉酮作为杀菌剂,在浓缩倍数为3的条件下,系统中碳钢的腐蚀速率为0.035 mm/a,微生物为2.1×102个/mL。
  关键词:轧钢;循环冷却水;水处理;水质稳定;
  中图分类号:TU991.27
  文献标识码:B
  文章编号:1009-2455(2000)06-0018-02

前言

  衡阳钢管厂高压锅炉管工程,设计规模为年产管径25~114 mm、壁厚2.5~12 mm的热轧无缝钢管16.5×104t。主要设备三大主机为:穿孔机,连轧机,张碱机,由德国德马克公司提供。
  投运初期,生产不正常,加上补充水的水质较好,系统全为新设备,故未对水处理给予足够的重视。但是在1999年底全厂大修时,将设备打开后发现问题严重。一是腐蚀,从设备表面看,多处呈均匀腐蚀。经测定点蚀深度最大处为1.2 mm,水中铁离子含量高达2.4 mg/L,碳钢腐蚀速率为0.45 mm/a,远大于国家标准的0.125 mm/a。二是微生物及藻类繁殖,目视可见冷却塔填料、积水池壁的青苔及藻类。分析表明:水中异养菌总数达5.5×106个/mL。细菌引起的粘泥大量沉积在换热设备中,堵塞水管冷却塔填料及换热设备。如12台电机设备,30台换热器,加热炉4座,运行不到一年时间因腐蚀不得不更换。因此,必须进行循环水的加药处理。

1 循环冷却水系统概况

1.1 系统的组成
  详见工艺流程图1、图2。

1.2 工艺参数
  该项目总用水量为2320 m3/h,其中净环水系统为1307 m3/h,设计水的循环率为94.8%,浓缩倍数为2.5,采用两座600 m3/h、温差△t为10℃(进水42℃,出水32℃)的冷却塔,补充水量120 m3/h,水质见表1。浊环系统为1013 m3/h,循环率为92%,浓缩倍数为2.0,采用一座1000 m3/h的冷却塔,其补充水为净环系统的排放水,约为50 m3/h。两个系统中的主要材质都为a3钢、黄铜。

表1 补充水水质
项目参数
总硬度/(mmol·L-12.5
浊度/(mg·L-12~5
pH值6~8
硫酸盐/(mg·L-125
氯化物/(mg·L-16
碱度/(mg·L-1100
溶解氧/(mg·L-18~10
好氧量/(mg·L-11.5~2.0
总溶固/(mg·L-1140

2 水处理的方案

2.1 药剂筛选
  根据Langelier和Ryzner指数法对水质进行分析得出,补充新水属腐蚀型水质,当浓缩倍数为3倍时,呈轻度结垢倾向。夏季,微生物的繁殖严重,藻类和青苔在系统四壁到处可见。
  根据衡阳地区的水质特点及我厂循环水系统运行所出现的问题,我们着重进行了缓蚀及杀灭微生物方面的药剂评定和筛选。在进行的“旋转挂片”腐蚀试验中,着重考察了有机膦酸盐、聚羧酸盐、磺酸类共聚物、无机磷系、锌盐、钼酸盐等药剂以及相互间的协同效应。净环水的浓缩倍数K取2.5倍,浊环水控制悬浮物SS<100 mg/L,油含量20 mg/L。水稳配方侧重考察缓蚀效果,以表1所示的补充水水质,配成浓缩倍数为3倍的水质进行试验。旋转挂片试验结果见表2。

 

表2 旋转挂片试验结果
配方腐蚀速率/碳钢(mm/a-1)阻垢率/%
净环水浊环水净环水浊环水
空白试验0.820.75  
1#0.1060.11392.592.3
2#0.1120.09890.190.8
3#0.0790.10493.1491.5
4#0.0830.10888.387.5
5#0.0460.03997.496.2
6#0.0680.07393.494.0
7#0.0930.08990.391.0
8#0.1020.09586.482.5
9#0.0320.04198.296.4
10#0.0660.06890.190.5
注:水稳定剂的用量均为30mg/L。

  由表2中可见,所选的9#配方的效果最佳,该配方的主要成份为:有机膦酸盐HEDP,丙烯酸-磺酸盐共聚物[1],锌及铜缓蚀剂苯骈三氮唑。
2.2 动态模拟实验
  动态模拟实验采用9#配方,预膜选用无机磷及苯磺酸盐和表面活性剂组成的复合配方,调pH值6.5~7.5,预膜36h,试验共进行20d。实验结果见表3。

表3 动态模拟试验结果
测定项目碳钢不锈钢
试验时间/h320320
试管长度/mm140140
试管腐蚀面积/cm240.235.2
试管原重/g33.297729.3952
试管试验后重/g33.519029.5569
污垢增重/g0.26850.1652
试管去污后重/g33.250529.3911
腐蚀失重/g0.04720.0035
腐蚀率/(mm·a-1)0.0350.0031
试管试验前后体积差0.0450.066
平均垢厚/mm0.12540.0838
污垢热阻/(m2·K·W-1)2.88×10-42.88×10-4
污垢沉积率/(mg·cm-2·m-1)13.49.39

  由表3知,碳钢试管的腐蚀速率和污垢热阻均小于国家标准[2]。
2.3 杀菌剂的选择
  根据循环水中微生物、藻类较严重这一点,我们选用了两种杀菌剂交替使用。一种是以剥离为主的非氧化型杀菌剂新洁尔灭,该药剂不但具有很强的剥离作用,还有很好的杀菌能力,尤其对硫酸盐还原菌。日常投加的杀菌剂是以抑制为主的非氧化型杀菌剂异噻唑啉酮。经试验,该种杀菌剂的杀菌率可达99%以上。

3 现场应用

3.1 系统清洗与钝化
  首先对净、浊循环水系统进行了不停车清洗。其次是对整个系统表面及管道、填料中的粘泥及藻类进行一次杀生剥离。所投清洗剂为柠檬酸加表面活性剂OP及缓蚀剂,控制pH值2~3,运行24 h后置换排放,并进行钝化处理。钝化剂以NaNO2为主,调pH至9.5,24h后置换排放。分析结果显示:总共洗掉铁锈(以FeO计)454 kg,粘泥及泥垢全部洗掉,大多数设备表面呈现金属本色。
3.2 预膜及日常运行
  系统清洗钝化处理后,随即投入预膜处理,在pH为7.0时加入1 000 mg/L的预膜剂(主要成分为三聚磷酸钠、苯磺酸钠和表面活性剂),运行48 h,挂片表面呈暗亮色,说明预膜效果良好。然后转换排放,使预膜剂含量降至100 mg/L后转入正常投药。
  日常投药采用加药装置,用计量泵进行。加量为30 mg/L。对浊环系统的加药,采用净环水的排污水作为浊环水的补充水,适当再补加约10 mg/L与净环系统相同的药剂。同时用碳钢挂片进行监测,每天对水质及药剂含量进行分析。投药运行至今已有一年,整个轧钢生产线的水处理指标正常,系统浓缩倍数达3倍。腐蚀控制在0.035 mm/a,微生物指标经测定为2.1×102个/mL。

4 存在问题

  经过对循环水投药运行后,解决了系统的腐蚀和微生物问题,但水中的油含量(>20 mg/L)和作为轧管冷却剂的石墨粉(≤200目),对设备的影响还是显而易见的。下一步准备采用投加无机及有机高分子絮凝沉降剂,将此问题解决。使浊环系统的乳化油降至10 mg/L以下,去除石墨粉使循环水的处理更进一步。

参考文献:
  [1]? 路长青,等.?磺酸共聚物的合成及阻垢分散性能的研究[J].?工业水处理,1995,15(3):14~17.
  [2]? GB 50050_95,工业循环冷却水处理设计规范[S]?


作者简介:
阳卫国(1968-),男,大学本科,主任工程师,联系电话:0734-8872138。

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